纖維工業(yè)母料工藝綜述.doc

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1、纖維工業(yè)母料工藝綜述母料工藝由于能夠優(yōu)化特殊應用的混合條件，用于生產高濃度物料。然而，母料工藝存在間歇操作效率低的缺點，這些低效率包括:物料的二次加工；批與批的差異（差異是由加熱和冷卻時可能發(fā)生的不可重復的條件和前一批屮可能未除凈的殘留物造成的）。對于大批量生產而言，間姝操作的效率先天就低于連續(xù)操作。開發(fā)連續(xù)母料工藝MasWr-Conti的目的是在消除傳統(tǒng)的間歇工藝低效率的同時，提供高濃度物料。連續(xù)母料工藝提供：—通過穩(wěn)定狀態(tài)下無開始和停止間歇的連續(xù)加工，提供非常好的產品質量;高剪切速率使“不均勻的”混合物均勻化；固體、熔體和糊狀產品的黏度差小，能生產各種各樣的產品

2、。一使工藝強化，無需擴建裝置，每條生產線的產能提高50%?100%;提高現(xiàn)有裝置用于不同用途的靈活性，例如短纖維和非織造材料；克服由于不同工藝階段（例如溶解和紡絲）的相互影響引起的工藝制約，降低每噸成品的能耗和公用工程消耗，提高工藝效率。1MasterConti工藝的由來用溶解法工業(yè)化生產纖維素纖維已超過25年。連續(xù)操作進行溶解，在混合階段用溶劑溶解纖維索，生產纖維素紡絲原液。然后把這種纖維索紡絲原液泵送至過濾器和噴絲板生產纖維。由母料試驗獲知，在大容量臥式捏合器/反應器中高黏稠相進行溶解時，纖維素的溶解更快、更完全。高黏度混合物的剪切使纖維素更好地均勻化。然而，在

3、這樣高的黏度，由于通過過濾器和噴絲板的壓降，連續(xù)的過濾和紡絲工藝不能進行。圖1所示為典型的纖維素紡絲原液的最佳溶解黏度和紡絲黏度。溶解工藝的質量和通過量受到制約，因而泵送到過濾器和噴絲板的物料應足夠稀薄。這導致了“母料工藝中能夠實現(xiàn)的快速和完全的溶解，如何在連續(xù)工藝中實現(xiàn)？”的問題，答案是開發(fā)專利MasterConti工藝，斷開溶解工藝與紡絲工藝的聯(lián)系。在圖2所示工藝中，在高黏稠條件下進行溶解，提供最佳混合，后面是List公司的動態(tài)混合器一稀釋器，使黏度降低到最佳的紡絲黏度?？烧{節(jié)紡絲步驟的黏度而不影響溶解工藝的效率，從而使整個工藝強化。2工藝原理的驗證術語"Lyo

4、cell工藝”用于描述將纖維素材料溶解于N-甲基-嗎I林-N-氧化物（簡稱NMM0）生產纖維素纖維的工藝，簡略的工藝示于圖3。在一些工業(yè)Lyocell裝置中，纖維素材料的預混合和溶解采用List公司的捏合器/反應器，因此，選擇Lyocell.T.藝作為MasterContiI藝的第一個工藝。研究了MoDo615纖維索，發(fā)現(xiàn)最佳紡絲黏度的紡絲原液中纖維索質量分數(shù)為11%?12%。當捏合器/反應器中間歇和連續(xù)試驗確定了這點，在溶解到質量分數(shù)為16%?22%時，產生質量極好的纖維素紡絲原液。捏合器/反應器中的質量分數(shù)從11%?12%提高到16%?18%范

5、韋

6、內，使給定捏

7、合器/反應器的產量提高50%?100%。2010年6月List公司對一些纖維素纖維工業(yè)公司組織了一次技術示范。一臺16L捏合器/反應器（圖4）用作當時技術示范的溶解器。示范選擇聚合度為615的MoDo型木纖維索。這種纖維索的殘余含水量為6.9%（質量分數(shù)），在加入捏合器之前，與水和NMM0溶液預混合。預混合器中的纖維素在連續(xù)加入溶解器Z前，保持在常壓和50?80°C。捏合器的轉速為60~68r/min,產品溫度保持在100°C以下，操作壓力為5~10kPa（絕對壓力）。纖維素被連續(xù)溶解，纖維素/NMM0/水混合物通過捏合器時，水被連續(xù)除去。纖維素溶液紡絲成纖維，再經

8、洗滌、干燥和卷繞。